[发明专利]光线跟踪内核及具有该光线跟踪内核的光线跟踪芯片

权利要求书

1.一种光线跟踪内核，该光线跟踪内核包括：

光线生成单元，其被配置为基于眼光线生成信息来生成至少一个眼光线，所述眼光线生成信息包括屏幕坐标值；和

采用多指令流多数据流MIMD架构的多个遍历和交叉T&I单元，每一个T&I单元被配置为接收所述至少一个眼光线并检查是否存在与所接收的至少一个眼光线交叉的三角形，该三角形构成一个空间。

2.根据权利要求1所述的光线跟踪内核，该光线跟踪内核还包括：

阴影单元，其被配置为计算与所交叉的三角形中的命中点有关的颜色值，当存在与所接收的至少一个眼光线交叉的三角形时，该命中点被所述至少一个眼光线命中。

3.根据权利要求2所述的光线跟踪内核，其中，所述阴影单元生成阴影信息，该阴影信息包括所述命中点的坐标值、计算出的颜色值和阴影光线类型，其中，该阴影信息能够进一步包括根据所述阴影光线类型的附加信息。

4.根据权利要求3所述的光线跟踪内核，其中，所述光线生成单元基于所生成的阴影信息来生成阴影光线或存储最终颜色值。

5.根据权利要求4所述的光线跟踪内核，该光线跟踪内核还包括：

第二光线栈，其被配置为存储至少一个第二光线，其中，当所述至少一个第二光线的数量大于等于2时，所述光线生成单元将所述至少一个第二光线中的一个分配给所述多个T&I单元中的一个，并将其他第二光线推入到所述第二光线栈中。

6.根据权利要求5所述的光线跟踪内核，其中，当所述阴影光线类型对应于空光线时，所述光线生成单元从所述第二光线栈中弹出被推入的第二光线并将所弹出的第二光线分配给所述多个T&I单元中的一个。

7.根据权利要求1所述的光线跟踪内核，其中，所述多个T&I单元中的每一个都包括T&I流水线单元，该T&I流水线单元被配置为基于接收到的眼光线来执行遍历过程、三角形列表获取过程和光线三角形交叉测试过程。

8.根据权利要求7所述的光线跟踪内核，其中，所述多个T&I单元中的每一个都还包括用于所述MIMD架构的输入缓冲器和输出缓冲器。

9.根据权利要求1所述的光线跟踪内核，该光线跟踪内核还包括：

设置处理单元，其被配置为将屏幕划分为多个块以提高所述多个T&I单元中的每一个的命中率并基于所述多个块中的每一个来确定眼光线生成顺序。

10.根据权利要求9所述的光线跟踪内核，其中，所述设置处理单元将屏幕划分为m×n个在下文中被称为超级块的像素块，将每个超级块划分为n个在下文中被称为子块的像素块，并基于每个所述子块来确定眼光线的生成顺序，其中，每个所述子块都为相同的大小，并且其中，m和n为偶数，n是所述多个块的数量。

11.根据权利要求10所述的光线跟踪内核，其中，所述设置处理单元包括用于确定眼光线生成顺序的线性n比特计数器，其中，所述线性n比特计数器的第一组表示所述子块的x坐标值，所述线性n比特计数器的第二组表示所述子块的y坐标值，其中，所述第一组可以包括至少一个非连续比特，而所述第二组可以包括至少另一个非连续比特。

12.一种光线跟踪内核，该光线跟踪内核包括：

设置处理单元，其被配置为复用眼光线生成信息或阴影信息中的一个，所述阴影信息包括光线三角形命中点的坐标值、颜色值和阴影光线类型；

光线生成单元，其被配置为基于所述眼光线生成信息或所述阴影信息来生成至少一个眼光线或阴影光线，或被配置为确定最终颜色值；和

采用多指令流多数据流MIMD架构的多个遍历和交叉T&I单元，每一个T&I单元都确定与所生成的至少一个眼光线或阴影光线交叉的三角形，该三角形构成一个空间。

13.根据权利要求12所述的光线跟踪内核，该光线跟踪内核还包括：

命中点计算单元，其被配置为基于所生成的至少一个眼光线或阴影光线来计算在所交叉的三角形中的光线三角形命中点。